TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCIÓN

1. DEFINICIÓN

1.1 GRUPOS DE REFRIGERANTES

1.2 PROPIEDADES DE LOS REFRIGERANTES

1.3 CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS REFRIGERANTES

1.4 CLASIFICACIÓN DE LOS REFRIGERANTES

1.5 TIPOS DE REFRIGERANTES

2. NOMENCLATURA DE LOS GASES REFRIGERANTES

2.1 EL STANDARD 34 ASHRAE

2.2 LOS DÍGITOS NUMÉRICOS

2.3 FÓRMULA EMPÍRICA

3. NORMAS PARA SU CLASIFICACIÓN

3.1 NO DEBE SER TÓXICO NI VENENOSO

3.2 NO DEBE SER EXPLOSIVO NI INFLAMABLE

3.2.1 Grupo Uno.3.2.2 Grupo Dos.3.2.3 Grupo Tres.3.2.4 Clasificación Combinada.

3.3 CÓDIGO DE COLORES PARA LOS CONTENEDORES DE GASES REFRIGERANTES

4. PROBLEMAS AMBIENTALES ASOCIADOS CON SU USO

4.1 IMPACTO DE LOS REFRIGERANTES

4.1.1 En la Salud4.1.2 En el Medio Ambiente4.1.3 El Calentamiento Global

5. UNIDADES UTILIZADAS EN LA MEDIDA AMBIENTAL

5.1 DEFINICIÓN DE LAS UNIDADES PAO Y PCG

5.2 SUSTANCIAS AGOTADORAS DE OZONO (SAO)

5.3 RELACIÓN ENTRE CALENTAMIENTO GLOBAL Y AGOTAMIENTO DE LA CAPA DE OZONO

5.4 EL CONVENIO DE VIENA PARA LA PROTECCION DE LA CAPA DE OZONO

5.5 EL PROTOCOLO DE MONTREAL (PM) RELATIVO A LAS SUSTAN-CIAS QUE AGOTAN LA CAPA DE OZONO

5.6 COLOMBIA EN EL PROTOCOLO DE MONTREAL

5.6.1 Unidad Técnica de Ozono

6. REFRIGERANTES PERMITIDOS PARA EL USO EN LOS EQUIPOS DE REFRIGERACIÓN.

6.1 AVANCES EN LAS MEDIDAS DE CONTROL EN COLOMBIA

6.1.1 Reconversión industrial en la fabricación de refrigeradores, domésticos y comerciales.

6.1.2 Aire acondicionado móvil.6.1.3 Capacitación y Certificación de técnicos de mantenimiento6.1.4 Recuperación y reciclaje de refrigerantes6.1.5 Reconversión industrial de empresas productoras de

espumas de poliestireno y poliuretano.6.1.6 Aerosoles

6.2 PLAN NACIONAL DE ELIMINACIÓN (PNE) DE SUSTANCIAS AGOTADORAS DE OZONO (SAO).

6.2.1 Reconversión industrial de empresas de Refrigeración comercial.

6.2.2 Estrategias para la eliminación de CFC en el sector de servicio y mantenimiento.

6.2.3 Programa de eliminación de Halones6.2.4 Refrigerantes Alternativos

6.2.4.1 Fluidos Refrigerantes Naturales, la Opción

7. CONCLUSIONES

BIBLIOGRAFÍA

ANEXO A: REFRIGERACIÓN POR COMPRESIÓN

ANEXO B: REFRIGERACIÓN POR ABSORCIÓN

INTRODUCCIÓN

Existe una cantidad grande de refrigerantes actualmente utilizados en aplica-ciones comerciales e industriales. Cada refrigerante tiene propiedades que di-fieren de otros, tales como: puntos de ebullición, calor específico, calor latente, densidad y otros factores que afectan la habilidad del refrigerante para transfe-rir el calor.

El mantenimiento efectivo de cualquier sistema de refrigeración mecánica, de-pende grandemente de la comprensión que se tenga de las propiedades del re-frigerante. La dificultad para resolver un problema, se torna más fácil, cuando se sabe cómo reacciona el refrigerante a los cambios de temperatura y de pre-sión. El comportamiento del refrigerante frecuentemente es la clave para detec-tar el origen del problema.

En los años 1980 comenzaron las preocupaciones por la capa de ozono, los refrigerantes más usados eran los clorofluorocarbonos R-12 y R22. El primero era empleado principalmente para aire acondicionado de vehículos y para pequeños refrigeradores; el segundo para aire acondicionado, refrigeradores, y congeladores comerciales, residenciales y ligeros. Algunos de los primeros sistemas emplearon el R-11 por su bajo punto de ebullición, lo que permitía construir sistemas de baja presión.

La producción de R-12 cesó en Estados Unidos en 1995, y se planea que el R-22 sea eliminado en el 2010. Se está empleando el R-134a y ciertas mezclas (que no atentan contra la capa de ozono) en remplazo de los compuestos clorados. El R410a (comúnmente llamada por su nombre comercial Puron®) es una popular mezcla 50/50 de R-32 y R-125 que comienza a sustituir al R-22.

1. DEFINICION

Es la sustancia encargada de absorber y ceder calor en un sistema deEs la sustancia encargada de absorber y ceder calor en un sistema de refrigeración sin perder sus propiedades.refrigeración sin perder sus propiedades.

En un sistema típico de compresión de vapor el refrigerante cambia de fase, oEn un sistema típico de compresión de vapor el refrigerante cambia de fase, o sea que pasa de estado liquido al gaseoso cuando absorbe calor y a liquidosea que pasa de estado liquido al gaseoso cuando absorbe calor y a liquido cuando pierde calor.cuando pierde calor.

Para que un refrigerante sea apropiado y se le pueda usar en el ciclo antes mencionado, debe poseer ciertas propiedades físicas, químicas y termodinámicas que lo hagan seguro durante su uso.

No existe un refrigerante “ideal” ni que pueda ser universalmente adaptable a todas las aplicaciones. Entonces, un refrigerante se aproximará al “ideal”, solo en tanto que sus propiedades satisfagan las condiciones y necesidades de la aplicación para la que va a ser utilizado.

1.1 GRUPOS DE REFRIGERANTES

REFRIGERANTES ANTIGUOS: Son utilizados antes del año 1930,Son utilizados antes del año 1930, también llamados carburados. Son reconocidos como peligrosos,también llamados carburados. Son reconocidos como peligrosos, explosivos y tóxicos, entre los cuales se encuentran:explosivos y tóxicos, entre los cuales se encuentran:

Amoniaco (NH3) R-717.Amoniaco (NH3) R-717. Agua (H2o) R-718.Agua (H2o) R-718. Propano (C3H8) R-290.Propano (C3H8) R-290. Isobutano (C4H10) R-600ª.Isobutano (C4H10) R-600ª. Dióxido de carbono (C02) R-744.Dióxido de carbono (C02) R-744.

REFRIGERANTES MODERNOS: Son también llamados CFC y HCFC. Utilizados después de la década de los 30's, llamados halogenados oUtilizados después de la década de los 30's, llamados halogenados o flourocarbonados. Estos refrigerantes se identifican mediante unflourocarbonados. Estos refrigerantes se identifican mediante un sistema uniforme de números que les son propios.sistema uniforme de números que les son propios.

Algunos CFC, son: Algunos CFC, son: R-11, R-12, R-114, R-115.R-11, R-12, R-114, R-115. Los HCFC mas comunes incluyen R-22, R-123, R-124.Los HCFC mas comunes incluyen R-22, R-123, R-124.

REFRIGERANTES ALTERNATIVOS: Algunos de estos refrigerantes refrigerantes sonson puros y otros son a base de mezclas que remplazaran a los modernos.puros y otros son a base de mezclas que remplazaran a los modernos. No deterioran la capa de ozono, ni calientan la tierra.No deterioran la capa de ozono, ni calientan la tierra.

Los HFC o alternativos: Los HFC o alternativos: R-134a, R-125, R-32 R-134a, R-125, R-32

1.2 PROPIEDADES DE LOS REFRIGERANTES

La presión: Las presiones que actúan en un sistema de refrigeración, son extremadamente importantes. En primer término, se debe operar

con presiones positivas; es decir, las presiones tanto en el condensador como en el evaporador, deben ser superiores a la presión atmosférica. Si la presión en el evaporador es negativa, es decir, que se esté traba-jando en vacío, hay riesgo de que por una fuga entre aire al sistema. Por esto, el refrigerante debe tener una presión de evaporación lo más baja posible, pero ligeramente superior a la presión atmosférica.

Tabla 1. Presiones y Temperaturas de los principales Refrigerantes

La Temperatura: Hay cuatro temperaturas que son importantes para un refrigerante y que deben ser consideradas al hacer la selección. Estas son: la de ebullición, la crítica, la de congelación y la de condensación.

La temperatura de ebullición: relativamente baja a presiones cercanas a la atmosférica.

Temperatura crítica: lo más elevada posible.

Temperatura de congelación: Debe ser inferior a cualquier temperatura que existe en el sistema, para evitar congelaciones en el evaporador.

La temperatura de condensación: a la presión máxima de trabajo debe ser la menor posible.

Tabla 2.Temperaturas a presión atmosférica.

Tabla 3. Temperaturas recomendadas para varias aplicaciones derefrigeración.

Figura 1. Gráfica de P-T para el R-134a y R-12.

Figura 2. Relaciones P-T para varios refrigerantes comunes.

Calor latente de evaporación: Debe ser lo más alto posible para que una pequeña cantidad de líquido absorba una gran cantidad de calor.

Volumen específico: El volumen específico debe ser lo más bajo posible para evitar grandes tamaños en las líneas de aspiración y compresión.

Tabla 4. Volúmen específico a -15°C de varios refrigerantes.

Densidad: Deben ser elevadas para usar líneas de líquidos pequeñas.

Tabla 5. Densidad de algunos refrigerantes.[1] en kg/l. [2] en g/l.

No deben ser líquidos inflamables, corrosivos ni tóxicos.

Dado que deben interaccionar con el lubricante del compresor, deben ser miscibles en fase líquida y no nocivos con el aceite.

Los refrigerantes, se aprovechan en muchos sistemas para refrigerar también el motor del compresor, normalmente un motor eléctrico, por lo que deben ser buenos dieléctricos, es decir, tener una baja conductividad eléctrica.

Entalpia: Es la propiedad que representa la cantidad total de energía térmica o contenido de calor, en un fluido. Sus unidades son kcal/kg.

Para la mayoría de los refrigerantes, se considera que su entalpia es cero a una temperatura de saturación de -40°C. Entonces, el calor agre-gado o sustraído de un refrigerante, desde ese punto, se considera que es su entalpia total. En la mayoría de los trabajos de transferencia de ca-lor, se manejan los cambios de entalpia que ocurren durante un proceso. Generalmente, no hay necesidad de conocer el contenido de energía ab-soluta.

Tabla 6. Entalpia a -15°C de varios refrigerantes.

1.3 CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS REFRIGERANTES

Los CFC's

Los refrigerantes CFCs tienen un elevado PAO (Potencial de Agotamiento de Ozono), y están clasificados como una SAO (Sustancia Agotadora de la Capa de Ozono) esto hace que estén en fase de eliminación actualmente y ya no se fabriquen en nuestro país.

Son refrigerantes que tienen clasificación A1. No son inflamables ni explosivos. Se descomponen en presencia de la llama de nuestro soplete dando a lugar la presencia de un gas irritante llamado fosgeno, motivo por el cual debemos de ventilar el área en donde estemos trabajando.

Para detectar las fugas se pueden utilizar los métodos tradicionales como la espuma de jabón, los detectores de fuga electrónicos, las lámparas ultravioletas que detectan los medios contrastantes fluorescentes.

Los HCFC's

Actualmente a nivel global se está reduciendo gradualmente la producción de estos refrigerantes. Su presencia en el mercado de los Estados Unidos está limitada hasta el 2010; aunque en muchos países de la Comunidad Europea, por su cuenta, han adelantado esta fecha.

Al igual que los CFCs son refrigerantes que han tenido una gran presencia en el mercado, principalmente el R-22.

Tienen la clasificación A1, no son inflamables ni explosivos. Al igual que los CFCs se descomponen en presencia de la llama de nuestro soplete dando a lugar la presencia de un gas irritante llamado fosgeno, motivo por el cual se deben tomar las mismas precauciones.

Para detectar las fugas se pueden utilizar los métodos tradicionales como la espuma de jabón, los detectores de fuga electrónicos, las lámparas ultravioletas que detectan los medios contrastantes fluorescentes.

Los HFC's

Los refrigerantes HFCs se consideran de nueva generación, ya que han sido creados para sustituir a los CFCs y los HCFCs.

En un principio han sido considerados como ecológicos, por no dañar a la capa de ozono atmosférico. La presencia de flúor en su composición provoca que al ser emitidos se comporten como un gas de efecto invernadero y estos contribuyan al calentamiento global. Por esta razón, tienen que ser sometidos a restricciones en cuanto a su uso para reducir al mínimo sus emisiones.

Su PAO es de cero por lo que se consideran refrigerantes definitivos.

En general tienen valores de PCG (Potencial de Calentamiento Global) elevados, lo que implica una influencia elevada en el efecto invernadero global. Esto significa que en el futuro, todas las instalaciones de refrigeración y aire acondicionado estarán controladas por reglamentaciones relacionadas con el ambiente.

Tienen clasificación A1, no son inflamables ni explosivos.

En comparación con las instalaciones que trabajan con CFCs, las instalaciones de refrigerantes del tipo HFCs necesitan de un 5% a un 30% menos de refrigerante para lograr las mismas condiciones de trabajo.

Al estar constituidos por moléculas mucho más pequeñas que las de los refrigerantes antiguos, las probabilidades de fuga son mucho mayores. Esta característica hace que se deban aumentar las medidas para asegurar la hermeticidad de un sistema de refrigeración o de aire acondicionado.

Para detectar las fugas se pueden utilizar los métodos tradicionales como la espuma de jabón, los detectores de fuga electrónicos, las lámparas ultravioletas que detectan los medios contrastantes fluorescentes.

LOS HIDROCARBONOS HC (HIDROCARBUROS)

Son refrigerantes que tienen clasificación A3, su uso requiere una serie de precauciones entre las que se encuentra el conocimiento profundo del refrigerante. Hay que destacar que el uso de los hidrocarbonos como refrigerante siempre estará limitado y condicionado por las fuertes regulaciones aplicadas al uso de este tipo de gas.

Se prevé que sean aplicados en sistemas combinados como refrigerantes secundarios, de manera que el refrigerante HC quede confinado en caso de fuga.

1.4 CLASIFICACIÓN DE LOS REFRIGERANTES

Por su composición química.

Los inorgánicos, como el agua o el NH3: Amoníaco.

Los de origen orgánico (hidrocarburos y derivados):

Los CFC's, Clorofluorocarbonos, perjudiciales para la capa de ozono Los HCFC's.Hidrocloroflurocarbonados Los HFC's. Los HC: Hidrocarburos (alcanos y alquenos) Las mezclas, azeotrópicas o no azeotrópicas.

Por su grado de seguridad

GRUPO 1: no son combustibles ni tóxicos.

GRUPO 2: tóxicos, corrosivos o explosivos a concetraciones mayores de 3,5% en volumen mezclados con el aire.

GRUPO 3: tóxicos, corrosivos o explosivos a concetraciones menores o iguales a 3,5% en volumen.

Por sus presiones de trabajo

Baja Media Alta Muy alta

Por su función

Primario: si es el agente trasmisor en el sistema frigorífico, y por lo tanto realiza un intercambio térmico principalmente en forma de calor latente.

Secundario: realiza un papel de intercambio térmico intermedio entre el refrigerante primario y el medio exterior. Realiza el intercambio principalmente en forma de calor sensible.

Pueden ser perjudiciales para la capa de ozono: Índice ODP y ayudar al efecto invernadero: Índice GWP

Tabla 7. Clasificación química de los refrigerantes.

1.5 TIPOS DE REFRIGERANTES

Amoníaco: Aunque el amoníaco es tóxico, algo inflamable y explosivo bajo ciertas condiciones, sus excelentes propiedades térmicas lo hacen ser un refrigerante ideal para fábricas de hielo, para grandes almacenes de enfriamiento, etc., donde se cuenta con los servicios de personal experimentado y donde su naturaleza tóxica es de poca consecuencia. El amoníaco es el refrigerante que tiene mas alto efecto refrigerante por unidad de peso.

El punto de ebullición del amoníaco bajo la presión atmosférica estándar es de –2,22°C, las presiones en el evaporador y el condensador en las condiciones de tonelada estándar es de –15°C y 30°C son 34,27 libras por pulgada y 169,2 libras por pulgada abs. , respectivamente, pueden usarse materiales de peso ligero en la construcción del equipo refrigerante. La temperatura adiabática en la descarga es relativamente alta, siendo de 98,89°C para las condiciones de tonelada estándar, por lo cuál es adecuado tener enfriamiento en el agua tanto en el cabezal como en el cilindro del compresor. En la presencia de la humedad el amoníaco se vuelve corrosivo para los materiales no ferrosos.

El amoníaco no es miscible con el aceite y por lo mismo no se diluye con el aceite del cárter del cigüeñal del compresor. Deberá usarse un separador de aceite en el tubo de descarga de los sistemas de amoníaco. El amoníaco es fácil de conseguir y es el mas barato de los refrigerantes. Su estabilidad química, afinidad por el agua y no-miscibilidad con el aceite, hacen al amoníaco un refrigerante ideal pare ser usado en sistemas muy grandes donde la toxicidad no es un factor importante.

Refrigerante 22: Conocido con el nombre de Freón 22, se emplea en sistemas de aire acondicionado domésticos y en sistemas de refrigeración comerciales e industriales incluyendo: cámaras de conservación e instalaciones para el procesado de alimentos: refrigeración y aire acondicionado a bordo de diferentes transportes; bombas de calor para calentar aire y agua. Se pude utilizar en compresores de pistón, centrífugo y de tornillo.El refrigerante 22 (CHCIF) tiene un punto de ebullición a la presión atmosférica de 40,8°C. Las temperaturas en el evaporador son tan bajas como 87°C. Resulta una gran ventaja el calor relativamente pequeño del desplazamiento del compresor. La temperatura en la descarga con el refrigerante22 es alta, la temperatura sobrecalentada en la succión debe conservarse en su valor mínimo, sobre todo cuando se usan unidades herméticas motor-compresor. En aplicaciones de temperatura baja, donde las relaciones de compresión altas, se recomienda tener en enfriamiento con agua al cabezal y a los cilindros del compresor. Los condensadores enfriados por aire empleados con el refrigerante 22, deben ser de tamaño generoso.

Aunque el refrigerante 22 es miscible con aceite en la sección de condensación a menudo suele separársele del aceite en el evaporador. No se han tenido

dificultades en el retorno de aceite después del evaporador cuando se tiene el diseño adecuado del serpentín del evaporador y de la tubería de succión.

Siendo un fluorcarburo, el refrigerante 22 es un refrigerante seguro. Se comercializa en cilindros retornables (CME) de 56,7 Kg, cilindros desechables de 22,68 kg, cilindros desechables de 13,61 kg y cajas de 12 latas de 5,10 kg cada una.

Refrigerante 123: Es un sustituto viable para el freón 11 como refrigerante.Las propiedades termodinámicas y físicas del refrigerante 123 en conjunto con sus características de no-inflamabilidad lo convierte en un reemplazo eficiente del Freón 11 en chillers centrífugos.

El refrigerante 123 fue diseñado para trabajar en equipos nuevos existentes. Cuando se considere u reacondicionamiento para refrigerante 123 de un equipo existente, debe considerarse el ciclo de vida útil del equipo, la diferencia de costo de operación y mantenimiento y el costo de reacondicionamiento.Los equipos nuevos que han sido diseñados para trabajar con el refrigerante 123 tienen menor costo de operación comparados con los equipos existentes.Debido a que tiene un olor tan leve que no se puede detectar por medio del olfato es necesaria una verificación frecuente de fugas y la instalación de detectores de fugas por áreas cerradas utilizadas por el personal. Se comercializa en tambores de 283,5kg, tambores de 90,72kg y tambores de 45,36kg. Su composición en peso es de 100% HFC-123.

Refrigerante 134-a: El refrigerante marca Suva134a, ha sido introducido por DuPont, como reemplazo de los clorofluorocarbonos (CFC) en muchas aplicaciones. La producción de CFC es reemplazada por el hidrofluorucarbono HFC-134ª. Este refrigerante no contiene cloro y puede ser usado en muchas aplicaciones que actualmente usan CFC-12. Sin embargo en algunas ocasiones se requieren cambios en el diseño del equipo para optimizar el desempeño del Suva 134ª en estas aplicaciones.

Las propiedades termodinámicas y físicas del Suva 134ª y su baja toxicidad lo convierten en un reemplazo seguro y muy eficiente del CFC-12 en muchos segmentos de la refrigeración industrial mas notablemente en el aire acondicionado automotriz, equipos domésticos, equipo estacionario pequeño, equipo de supermercado de media temperatura y chillers, industriales y comerciales. El Suva134a ha mostrado que es combustible a presiones tan bajas como 5,5 psig a 177°C cuando se mezclan con aire a concentraciones generalmente mayores al 60% en volumen de aire. A bajas temperaturas se requieren mayores presiones para la combustibilidad. No deben ser mezclados con el aire para pruebas de fuga. En general no se debe permitir que estén presentes con altas concentraciones de aire arriba de la presión atmosférica. Se comercializan en cilindros retornables (CME) de 56,7kg, cilindros desechables de 13,61kg, y cajas de 12 latas de 3,408kg cada una. Temperatura del evaporador –7°C a 7°C. Su composición en peso es de 100% HFC-134ª.

Figura 3. Lata de Refrigerante R-134ª(Suva, de Dupont).

Refrigerante 407c/410 a: DuPont los comercializa con el nombre de Suva 9100 respectivamente. Reemplazan el HCFC-22 en el aire acondicionado doméstico en aplicaciones en el calentamiento de bombas. El Suva 9000 sirve para equipos nuevos o en servicio, tiene un desempeño similar del HCFC-22 en el aire acondicionado. El Suva 9100 sirve solo para equipos nuevos y es un reemplazo del Freón 22 de mayor capacidad. Se comercializa en cilindros desechables de 6,8kg y en cajas de 12 latas de 3,408kg cada una. Su composición en peso es de 60% HCFC-22, 23% HFC-152ª y 27% HCFC-124.

Refrigerante 401ª: Comercializado por DuPont con el nombre de Suva MP39. Algunas aplicaciones de este refrigerante son refrigeradores domésticos, congeladores, equipos de refrigeración para alimentos de media temperatura de humidificadores, máquinas de hielo y máquinas expendedoras de bebidas.Tiene capacidades y eficiencia comparables a las del Freón 12, en sistemas que operan con una temperatura de evaporación de –23°C (-10°F) y superiores.Se comercializan en cilindros retornables (CGT) de 771kg, cilindros retornables de 56,7kg, cilindros desechables de 6,8kg y cajas de 12 latas de 3,408kg cada una. Su composición en peso es de 60% HCFC-22, 13% HCF-152ª y 27% HCFC-124.

Refrigerante 401-b: Comercializado por DuPont con el nombre de Suva MP66, provee capacidades comparables al CFC-12 en sistemas que operan a temperatura de evaporación debajo de los –23°C (-10°F), haciéndolo adecuado para el uso en equipos de transporte refrigerado y en congeladores domésticos y comerciales. También puede sr utilizado para reemplazar en equipos que usan R-500. Se comercializa en cilindros retornables (CGT) de 771kg, cilindros retornables de 56,7kg y cilindros desechables de 13,61kg. Sus composición en peso es de 60% HCFC-22, 13% HFC-152ª y 27% HCFC-124.

Refrigerante 402ª: Comercializado por DuPont con el nombre de Suva HP80, reemplaza al R-502 en sistemas de media y baja temperatura. Tiene aplicaciones muy variadas en la industria de la refrigeración. Es usado

ampliamente en aplicaciones de supermercados, almacenamiento y transporte de alimentos en sistemas de cascada de temperatura. Ofrece buena capacidad y eficiencia sin sufrir los incrementos de presión y temperatura en la descarga del compresor, lo cuál si sucede cuando un equipo es convertido HCFC-22. Se comercializa en cilindros retornables (CME) de 49,9kg y cilindros desechables de 13.25 kg. Su composición en peso es de 60% HCFC-22, 38,5% HFC-125 y 2% de propano.

Refrigerante 402b: Comercializado por DuPont con el nombre de Suva HP81, todos los refrigerantes designados HP fueron diseñados para reemplazar al R-502 en sistemas de refrigeración de temperatura media y baja. Está diseñado para el reacondicionamiento de equipos como máquinas de hielo. Además ofrece mas alta eficiencia comparado con el R-502 y una capacidad relativamente mejor. Sin embargo el mayor contenido de HCFC-22 resulta en temperaturas de descarga de compresor en un rango de 14°C (25°F). Se comercializa en cilindros desechables de 5,9kg. Su composición en peso es de 60% HCFC-22, 38% HFC-125 y 2% de propano.

Hidrocarburos directos: Los hidrocarburos directos son un grupo de fluidos compuestos en varias proporciones de los dos elementos hidrógeno y carbono. Algunos son el Metano, etano, butano, etileno e isobutano. Todos son extremadamente inflamables y explosivos. Aunque ninguno de estos compuestos absorben humedad en forma considerable, todos son extremadamente miscibles en aceite para todas las condiciones. Su uso ordinariamente está limitado a aplicaciones especiales donde se requieren los servicios de personal especializado.

4. NOMENCLATURA DE LOS GASES REFRIGERANTES

Los técnicos en refrigeración saben que los nombres de todos los gases refrigerantes que se venden en nuestro país inician con la letra “R” y después aparece un número como el 22 o el 404a, etc. Pero ¿qué significa y de dónde viene este número?

Figura 4. Planta de refrigeración.

2.1EL STANDARD 34 ASHRAE

La empresa DUPONT inventó este método y el uso público del sistema numérico para clasificar los gases fue autorizado en el año de 1956 y con el tiempo se volvió una norma utilizada por la industria. Posteriormente, ANSI y ASHRAE lo convirtieron en el Standard 34.

La tabla de seguridad para los gases refrigerantes, se basa en la toxicidad y la inflamabilidad del gas. La clasificación de la toxicidad de los gases está basada en los índices TLV/TWA.

“TLV” (Threshold Limit Value).- Concentración máxima permisible, expresada en la exposición al gas en el orden de 8 a 12 hrs. por día, cinco días a la semana, durante 40 años.

TWA (Time-Weighted Average).- Concentración ponderada en el tiempo, expresada en horas por día. Los gases refrigerantes están clasificados en dos clases, dependiendo del tiempo máximo permisible en que una persona puede estar expuesta a éstos.

La intención de este standard es la de referirse, por un método simple, a los refrigerantes con números y letras, en vez de utilizar el nombre químico del gas, fórmula o marca.

Tabla 8. Algunas características de clasificación del Standard 34

Serie Nombre Gas

000 Metanos R-12

100 Etanos R-134a

200 Propanos R-290

400 Zeotropos R-401A

500 Azeotropos R-502

600 Orgánicos R-600a

700 Inorgánicos R-717

La letra minúscula denota un gas isómero, ejemplo en el R-134a. Esta indica la simetría en pesos atómicos. El más simétrico no tiene letra y al aumentar la asimetría se colocan las letras a, b, c, etc.

La letra mayúscula denota una mezcla zeotrópica y quedan dentro de la serie 400. Ejemplo en el R-401A. Las letras A, B, C, a la derecha del número se utilizan para diferenciar mezclas con los mismos componentes pero con diferente proporción. Ejemplos: R-401A, R-401B, R-407C.

Si la mezcla es azeotrópica quedan en la serie 500 y el número es arbitrario, responde al orden de aparición del refrigerante. Ejemplos: R-502, R-507.

Para los refrigerantes inorgánicos se reserva la serie 700. Ejemplo: R-717 que es el amoniaco.

2.2 LOS DÍGITOS NUMÉRICOS

Respecto de los dígitos numéricos, el standard dice:

Primer dígito, de derecha a izquierda = número de átomos de flúor en el compuesto.

Siguiente dígito hacia la izquierda = número de átomos de hidrógeno más 1. Tercer dígito hacia la izquierda = número de átomos de carbono menos 1

(no se usa cuando es igual a cero). Cuarto dígito hacia la izquierda = número de enlaces dobles.

Ejemplo: R-22 (CHClF2)

Número de átomos de Flúor = 2 Número de átomos de Hidrógeno = 2 Número de átomos de Carbono = 0 Puesto que el carbón tiene cuatro ligas y el total de F y H es igual a 3, existe

un átomo de Cl. Clase A: TLV/TWA 400 ppm o mayor Clase B: TLV/TWA 399 ppm o menor.

2.3 FÓRMULA EMPÍRICA

La tercera columna de las tablas 3 y 4 indica qué clase de gas refrigerante es. La nomenclatura aquí mostrada es:

CFC…………ClorofluorocarbonoHCFC……….HidroclorofluorocarbonoHFC…………HidrofluorocarbonoHC…………..Hidrocarbono (Hidrocarburo)

Tabla 9. Algunos refrigerantes que son compuestos puros del Standard 34

Número ASHRAE

Clasificación de Seguridad

Fórmula Empírica

Nombre Químico

R-11 A1 CFC Triclorofluorometano

R-12 A1 CFC Diclorofluorometano

R-134a A1 HFC Tetrafluoroetano

R-290 A3 HC Propano

R-600 A3 HC Butano

R-600a A3 HC Isobutano

R-717 B2 Amoniaco

Tabla 10. Algunos refrigerantes que son zeotropos y azeotropos del

Standard 34

Número ASHRAE

Clasificación de Seguridad

Fórmula Empírica

Componentes Porcentajes

R-401A A1/A1 HCFC R-22/R-152a/R-124 53/13/34

R-401B A1/A1 HCFC R-22/R-152a/R-124 28/11/61

R-404A A1/A1 HFC R-125/R-143A/R-134a 44/52/04

R-407C A1/A1 HFC R-32/R-125/R-134a 23/25/52

R-502 A1 CFC R-22/R-115 48.8/51.2

R-507A A1/A1 HFC R-125/R-143a 50/50

3. NORMAS PARA SU CLASIFICACIÓN

De acuerdo a su toxicidad e inflamabilidad, el american Standard Safety Code for Mechanichal Refrigeration (código Americano Estándar de Seguridad para la refrigeración Mecánica) y la norma ASHRAE 12-58 clasifican a los refrigerantes de la manera que se presenta a continuación. Puesto que muchos de ellos no se utilizan, solo describiremos los de uso más corriente.

3.1 NO DEBE SER TÓXICO NI VENENOSO

Puesto que los refrigerantes son manejados por muchas personas, desde el fabricante, al distribuidor hasta el usuario, no deben representar ningún peligro. La mayoría de los refrigerantes sintéticos (hechos por el hombre, no encontrados en la naturaleza) no son tóxicos, y el riesgo es muy leve o prácticamente inexistente. Sin embargo, hay algunos refrigerantes que son realmente dañinos al hombre, aún en pequeñas concentraciones. En altas concentraciones en el aire, cualquier refrigerante puede causar asfixia, debido a que desplazan el aire y crean insuficiencia de oxígeno. La magnitud del daño depende de la concentración de refrigerante, su naturaleza y del tiempo que se esté expuesto a él. Hasta esta fecha, en nuestro país no se ha definido claramente una reglamentación o clasificación para refrigerantes, de acuerdo a su seguridad relativa.

Tabla 11. Clasificación de refrigerantes por su toxicidad de acuerdo a UL (Underwri-ter's Laboratories, Inc.) y a la NBFU National Board of Fire Underwriter's).

En muchos países, los refrigerantes están bien clasificados de acuerdo a su grado de toxicidad, y también a su grado de inflamabilidad. Organizaciones como Underwriter's Laboratories, Inc. (UL) y National Board of Fire Underwri-ter's (NBFU) en Estados Unidos, han clasificado los refrigerantes de acuerdo a su toxicidad en 6 grupos. Los refrigerantes del grupo 1 son los más tóxicos, y los del grupo 6 son los menos tóxicos. En la tabla 12.15, se muestran estos grupos.

Por ejemplo, como se puede apreciar en la tabla, el R-12 no es tóxico y una persona puede vivir en una atmósfera con un alto porcentaje de este refrigeran-te durante períodos prolongados. En cambio, otros refrigerantes como el amo-níaco (R-717), son tan tóxicos, que una exposición de 30 minutos en aire, con una concentración de 0.5% en volumen, se considera peligrosa y hasta letal.

El bióxido de azufre, que ya no se usa como refrigerante desde hace muchos años, es el más tóxico, ya que la misma concentración, pero con menos tiempo de exposición, puede ser letal. Un punto interesante es, que estos dos refrige-rantes aunque son los más tóxicos, tienen la ventaja de que su olor es muy

ofensivo, y ponen alerta a la persona desde el momento que aparece el primer rastro de refrigerante.

Sin embargo, otros refrigerantes inoloros, como el R-30 (cloruro de metileno) o el R-40 (cloruro de metilo), son muy tóxicos, pero a causa de su cualidad inolo-ra, pueden ser considerados aún más peligrosos, ya que no "avisan" como el amoníaco. Otro factor que debe ser considerado en el tema de toxicidad de los refrigerantes, es la reacción a la flama. Los refrigerantes halogenados como el R-11, R-12, R-22, R-502, etc., se descomponen cuando se someten a altas temperaturas como las de una flama, formando vapores altamente tóxicos, aunque estos refrigerantes en sí son inofensivos. Cuando se utiliza una flama en presencia de estos refrigerantes, debe estar el área bien ventilada.

3.2 NO DEBE SER EXPLOSIVO NI INFLAMABLE

Los refrigerantes varían extremadamente en cuanto a su facultad para arder o soportar la combustión. En E.U. la organización National Refrigeration Safety Code (NRSC), cataloga a los refrigerantes en tres grupos de acuerdo a su gra-do de inflamabilidad o explosividad:

Grupo Uno - Los refrigerantes más seguros.Grupo Dos - Refrigerantes moderadamente inflamables.Grupo Tres - Refrigerantes inflamables.

3.2.1 Grupo Uno.

Los refrigerantes en este grupo pueden utilizarse en cantidades mayores en cualquier instalación. Las cantidades permisibles son especificadas por la Ame-rican Standard Safety Code for Mechanical Refrigeration. Estas cantidades son:

a. Hasta 9 Kg (20 lb) en cocinas de hospitales.b. Hasta 23 Kg (50 lb) en concurrencias públicas.c. Hasta 23 Kg (50 lb) en uso residencial (si se toman precauciones).d. Hasta 9 Kg (20 lb) en sistemas de aire acondicionado residencial.

Algunos refrigerantes del Grupo Uno son:

R-11* Tricloromonofluorometano. R-12* Diclorodifluorometano. R-22 Monoclorodifluorometano. R-500 Mezcla azeotrópica de R-12 (73.8 % ) y R-152ª (26.2 %). R-502 Mezcla azeotrópica de R-22 (48.8 %) y R-115 (51.2 %). R-503 Mezcla azeotrópica de R-23 (40.1 %) y R-13 (59.9%). R-744 Bióxido de carbono.

* El R-11 y el R-12, junto con otros clorofluorocarbonos (CFC's), están en pro-ceso de desfasamiento, ya que existe evidencia de que dañan la capa de ozono estratosférica. Hasta esta fecha, los refrigerantes R-123 y R-134a van a substituirlos, aunque tienen propiedades similares y se sabe que no son tóxicos

ni inflamables, se les ha clasificado provisionalmente en el Grupo Uno, hasta que se concluyan sus pruebas toxicológicas.

3.2.2 Grupo Dos.

Los refrigerantes de este grupo pueden ser ligeramente inflamables, indepen-dientemente de que sean o no tóxicos.

Algunos refrigerantes de este grupo son:

R-717 Amoníaco. R-40 Cloruro de metilo. R-764 Bióxido de azufre.

El amoníaco fue uno de los primeros refrigerantes utilizados, y en la actualidad, se emplea solamente en grandes instalaciones industriales y en algunos refri-geradores de absorción. El R-40 y el R-764 ya no se usan en la actualidad. En un tiempo, el bióxido de azufre era el refrigerante más utilizado en refrigerado-res domésticos. Aún existen algunas unidades trabajando cargadas con R-764 y R-40.

3.2.3 Grupo Tres.

Los refrigerantes de este grupo forman mezclas combustibles, cuando se com-binan con el aire. Los más comunes son:

R-170 Etano. R-290 Propano. R-600 Butano.

Estos compuestos en la actualidad ya no se utilizan como refrigerantes; por el contrario, debido a su alta inflamabilidad, algunos de estos refrigerantes, como el R-170, arden tan bien y tan rápidamente, que se usan como combustibles. La diferencia entre un refrigerante muy inflamable (Grupo Tres) y uno modera-damente inflamable (Grupo Dos), depende de la proporción mezclada con el aire y el límite más bajo del rango. Un refrigerante del Grupo Dos, puede ser tan riesgoso como uno del Grupo Tres, si es que hay presente una cantidad su-ficiente. Por ejemplo, el rango inflamable del R-290 está entre 2% a 9% en el aire, mientras que el rango para el R-717 está entre 15% a 27%. El R-290 está catalogado de mayor riesgo, porque en pequeñas cantidades puede ser infla-mable o hasta explosivo; sin embargo, el R-717 puede ser igual de riesgoso si está presente una cantidad suficiente para caer dentro del rango inflamable. La temperatura de flama cuando el amoníaco arde en el aire, es arriba de 1,650°C, y para el propano, es ligeramente más alta. Los refrigerantes del Gru-po Tres arden fácilmente en una amplia proporción de mezcla con el aire, y ex-plotan violentamente si quedan encerrados en un lugar. Por supuesto que los refrigerantes inflamables pueden utilizarse con seguridad, y de hecho, así suce-de, con vigilancia de parte del operario en lugares donde el riesgo de incendio es mínimo; pero es importante reconocer estos riesgos.

Figura 5. Clasificación de seguridad de los refrigerantes.

3.2.4 Clasificación Combinada.

Una clasificación más actual de los refrigerantes, es la clasificación combinada en grupos de seguridad, hecha por las organizaciones American National Stan-dards Institute (ANSI) y la AmericanSociety of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers, Inc. (ASH-RAE), conocida como la norma ANSI/ASHRAE 34-1992. Esta clasificación combina la toxicidad con la inflamabilidad de los refrigerantes, y surgió de la re-visión hecha a la norma 34-1989, la cual se hace cada cinco años; pero en esta ocasión se hizo a los tres años (1989-1992). La necesidad de esta revisión, surgió al desarrollarse nuevos refrigerantes y descontinuar otros que destruyen la capa de ozono. Se volvió aparente que el sistema de clasificación existente, el cual había evolucionado a través de muchos años, no sería adecuado para clasificar los refrigerantes nuevos. Se ingenió un sistema menos arbitrario, y se cambió la manera de identificación de como se venía haciendo anteriormente, de clasificar por separado la toxicidad de la inflamabilidad con un designador básico.

La nueva clasificación de grupos de seguridad, es de acuerdo a los siguientes criterios:

a. La clasificación deberá consistir de dos caracteres alfanuméricos. La le-tra mayúscula indica la toxicidad, y el número arábigo denota la inflama-bilidad (por ejemplo, B2 o A1).

b. En la clasificación de toxicidad, se asigna a los refrigerantes una de las dos clases - A o B - en base a la exposición permisible: la clase A, inclu-ye refrigerantes a los cuales, no se ha identificado su toxicidad en con-

centraciones menores o iguales a 400 ppm (ligeramente o nada ). La clase B, incluye refrigerantes para los cuales, existe evidencia de toxici-dad en concentraciones por debajo de 400 ppm. (muy tóxicos).

En la clasificación de inflamabilidad, los refrigerantes se deberán asignar a una de tres clases - 1, 2 ó 3. La clase 1, incluye a refrigerantes que no muestran propagación de flama, al ser probados en aire a 101 kPa y a 18°C. La clase 2, incluye a refrigerantes que tienen un límite de inflamabilidad bajo (LFL)*, de más de 0.10 kg/m³ a 21°C y 101kPa, y un calor de combustión menor a 4,540 kcal/kg (19,000 kJ/kg). La clase 3, comprende los refrigerantes que son suma-mente inflamables, tal como se define por medio del LFL*, menos o igual a 0.10 kg/m³ a 21°C y 101kPa, o por medio de un calor de combustión mayor o igual a 4,540 kcal/kg. En la tabla 12.16, se muestran estas clasificaciones.

Tabla 12. Clasificaciones de grupos de seguridad para algunos refrigerantes,según norma de ANSI/ASHRAE.

3.3 CÓDIGO DE COLORES PARA LOS CONTENEDORES DE GASES REFRIGERANTES

Los contenedores utilizados para el manejo de refrigerantes ya sea a granel, en tambores, latas o cilindros retornables o desechables, se codifican con algún color. Hace algunas décadas no había unificación de colores por partede los fabricantes de refrigerantes. Posteriormente, se estandarizó un código de colores adoptado mundialmente por los fabricantes, aunque no era un méto-do oficialmente reconocido para identificar el contenido del cilindro, como suce-día con otros gases industriales, tales como el nitrógeno, el acetileno, el oxí-geno, etc.

Tabla 13. Código de Colores para los Cilindros de algunosRefrigerantes comunes.

4. PROBLEMAS AMBIENTALES ASOCIADOS CON SU USO

Una de las propiedades más importantes de un refrigerante es que no debe contaminar el medio ambiente.

Los científicos clasifican la radiación UV, según su longitud de onda, en tres ti-pos: UV-A, UV-B y UV-C. La banda UV-C no llega a la superficie de la tierra. La banda UV-B es filtrada parcialmente por la capa de ozono. La banda UV-A no es filtrada por la capa de ozono en absoluto. No obstante, la radiación UV-B es la principal responsable de los daños en la salud y de los impactos negativos en el medio ambiente. El equilibrio dinámico entre la formación y la descompo-sición de las moléculas de ozono depende de la temperatura, la presión, las condiciones energéticas y la concentración de moléculas de diferentes gases.

4.1 IMPACTO DE LOS REFRIGERANTES

4.1.1 En la Salud

En los seres humanos, la exposición prolongada a la radiación UV-B conlleva el peligro de daños oculares, entre los que figuran reacciones graves tales como ‘ceguera de la nieve’, deformación del cristalino, presbicia y cataratas. La radia-ción UV-B puede afectar el sistema inmunológico con daño del ADN, disminu-yendo las defensas naturales lo cual conduce a un aumento en la frecuencia y en el número de casos de enfermedades infecciosas. El aumento de la radia-

ción UV-B probablemente acelera la tasa de fotoenvejecimiento, aumenta la in-cidencia del cáncer de piel, tanto del tipo no melanoma (el menos peligroso) como melanoma maligno cutáneo.

4.1.2 En el Medio ambiente

El agotamiento de la capa de ozono produce efectos adversos serios sobre la agricultura y afecta considerablemente los bosques. La radiación ultravioleta produce cambios en la composición química de varias especies de plantas, dis-minuyendo la cantidad y calidad de las cosechas.

También produce daño a los organismos acuáticos primarios: plancton, plantas acuáticas, larvas de peces, camarones y cangrejos. En estudios realizados se demuestra que las radiaciones solares UV-B y UV-A tienen efectos adversos en el crecimiento, la fotosíntesis, los contenidos proteínico, pigmentario y la re-producción del fitoplancton, alterando la cadena alimenticia en los ecosistemas marinos y consecuentemente, reduciendo la producción pesquera mundial y despojando a los océanos de su potencial como colectores de dióxido de car-bono, gas que contribuye a agravar el problema del calentamiento global.

El equilibrio se puede perturbar, por ejemplo, por la reacción de sustancias clo-radas o bromadas con las moléculas de ozono, produciendo la consecuente destrucción de estas últimas. Si el proceso de destrucción de las moléculas de ozono es más rápido que la producción natural de nuevas moléculas para reemplazarlas, se altera el equilibrio y se produce lo que se conoce como défi-cit de ozono. El agotamiento de la capa de ozono llevaría a la reducción de su capacidad protectora y consecuentemente a una mayor exposición a la radia-ción UV-B. La Tierra y sus habitantes tienen mucho en juego en la preservación del frágil escudo que forma la capa de ozono.

Los materiales empleados en la construcción tales como pinturas, gomas, ma-dera, plásticos, envases y gases refrigerantes son degradados por la radiación UVB. El daño ocasionado varía desde el decoloramiento hasta la pérdida de calidad y fuerza mecánica. El aumento de la radiación UV-B puede limitar la du-ración de esos materiales y obligar a utilizar procesos de producción más cos-tosos, generando pérdidas económicas anualmente.

4.1.3 El Calentamiento Global

El calentamiento global es el aumento de la temperatura media del planeta, ge-nerado por un desequilibrio en el balance térmico consecuencia del incremento de gases efecto invernadero en la atmósfera.

El efecto invernadero es un proceso natural que consiste en la retención por acción de ciertos gases presentes en la atmósfera, de una determinada frac-ción de la radiación solar que incide sobre la tierra. Este fenómeno ha dado lu-gar a unas condiciones climáticas propicias para el desarrollo de vida del plane-ta. Sin embargo, como resultado de las actividades humanas se ha alterado el proceso en un grado tal, que existe hoy una sincera y demostrada preocupa-

ción por los efectos a mediano y largo plazo, sobre el balance natural en el pla-neta.

Figura 6. Esquema del ciclo generador del Efecto Invernadero.

La causa del incremento hasta niveles perjudiciales de la concentración de ga-ses de efecto invernadero, se ha basado en la emisión creciente de estos ga-ses por las actividades industriales, agrícolas, forestales y de transporte, com-binada con una disminución de las zonas boscosas capaces de fijar el carbono de la atmósfera. La combustión en hidrocarburos, carbón y biomasa asociada a estas actividades, conlleva la emisión de grandes volúmenes de gases que contribuyen al efecto invernadero.

Una primera consecuencia, muy posible, es el aumento de las sequías: en al-gunos lugares disminuirá la cantidad de lluvias. En otros, la lluvia aumentará, provocando inundaciones. Una atmósfera más calurosa podría provocar que el hielo cerca de los polos se derritiera. La cantidad de agua resultante elevaría el nivel del mar. Un aumento de sólo 60 centímetros podría inundar las tierras fér-tiles en el planeta, de las cuales dependen cientos de miles de personas para obtener alimentos. Las tormentas tropicales podrían suceder con mayor fre-cuencia. La corriente del Niño es uno de los ejemplos más claros de los proble-mas que trae el calentamiento global, desequilibra el estado climático del pla-neta haciendo que en algunos lugares llueva demasiado hasta inundarlos y en otros sea totalmente una sequía, también se pueden citar el cambio abrupto de temperatura y presión en la atmósfera que trae como consecuencia grandes secuencias de tornados y huracanes. Esto se ve más en las zonas tropicales en donde los tornados aparecen en determinada época del año y por los cam-bios climáticos estos reaparecen muy a menudo. Conocemos las consecuen-cias que podemos esperar del cambio climático para el próximo siglo, en caso de que no vuelva a valores normales de temperatura media:

Aumento de sequías en unas zonas e inundaciones en otras.

Mayor frecuencia de formación de huracanes.

Progresivo deshielo de los casquetes polares, con la consiguiente subi-da de los niveles de los océanos.

Incremento de las precipitaciones a nivel planetario pero lloverá menos días y más torrencialmente.

Aumento de la cantidad de días calurosos, traducido en olas de calor. Igualmente se espera que los extremos de calor y de frío sean mayores (veranos más calientes e inviernos más fríos).

Figura 7. Imagen del agujero de ozono más grande en la Antártida registrada en septiembre de 2000. Datos obtenidos por el instrumento Total Ozone Mapping Spectrometer (TOMS) a bordo de un satélite de la NASA.

8. UNIDADES UTILIZADAS EN LA MEDIDA AMBIENTAL

5.1 DEFINICIÓN DE LAS UNIDADES PAO Y PCG

La previsión de cambios en la dinámica ambiental del planeta, en los próximos años, se basa íntegramente en modelos de simulación. Comprensiblemente la gran mayoría de los modelos se han concentrado sobre los efectos de la conta-minación de la atmósfera por gases invernadero y agentes agotadores de la capa de ozono. Una preocupación presente es determinar cuánto daño causan estas emisiones, gases o sustancias, para lo cual se determinaron las siguien-tes unidades:

· PAO: (Potencial de Agotamiento de la capa de Ozono - en inglés Ozone De-pletion Potential - ODP). Es la habilidad que tienen las sustancias para agotar la capa de ozono. A cada sustancia se le asigna un PAO respecto a una sus-tancia de referencia: el CFC-11 cuyo PAO por definición tiene el valor de 1.

· PCG: (Potencial de Calentamiento Global - en inglés Global Warming Poten-tial – GWP). Es la habilidad de un gas de absorber radiación infrarroja. Esta unidad se estima teniendo como referencia el calentamiento atmosférico que genera el Dióxido de Carbono (CO2).

5.2 SUSTANCIAS AGOTADORAS DE OZONO (SAO)

Las sustancias que agotan la capa de ozono (SAO) son sustancias químicas que tienen el potencial de reaccionar con las moléculas de ozono de la atmós-fera. La actividad del hombre produce gases halógenos que contienen átomos de cloro y bromo; estos gases, una vez librerados en la atmósfera, tienen el po-der de destruir las moléculas de ozono en una reacción fotoquímica en cadena. Una vez destruye una molécula de ozono, el cloro o bromo de la SAO está dis-ponible para destruir otra más. La duración de la vida destructiva de una SAO puede extenderse entre los 100 y 400 años, dependiendo de su tipo.

Por consiguiente, una molécula de SAO puede destruir cientos de miles de mo-léculas de ozono. Las sustancias destructoras del ozono más comunes perte-necen a la familia de los clorofluorocarbonos, o CFC, que empezaron a produ-cirse en Bélgica en 1892. Las SAO se emplean como refrigerantes en los cir-cuitos de enfriamiento, en la fabricación de espumas, como solventes de lim-pieza, en la industria electrónica, como propulsores, en los productos en aero-sol, como esterilizantes, como agentes para combatir el fuego, como fumigan-tes, para controlar pestes y enfermedades y como materias primas.

En la tabla siguiente se cita las sustancias actualmente identificadas como SAO y sus usos más frecuentes.

La liberación de las SAO puede suceder de las siguientes maneras:

· Por despresurización y purga durante el mantenimiento de sistemas de refrigeración y aire acondicionado.

· Uso de solventes como agentes de limpieza.

· Aplicación de Bromuro de Metilo al suelo en los casos de cuarentena y pre-embarque.

· Destrucción inadecuada de productos que contienen SAO como refrige-radores, espumas, etc.

· Circuitos de refrigeración que presentan fugas.

· Liberación de aerosoles que usan CFC como propelentes.

5.3 RELACIÓN ENTRE CALENTAMIENTO GLOBAL Y AGOTAMIENTO DE LA CAPA DE OZONO

Estos dos problemas ambientales globales están relacionados entre sí, pero son diferentes. Como se mencionó anteriormente, la destrucción de la capa de ozono trae como consecuencia una mayor exposición a la radiación ultraviole-ta, lo cual pone en riesgo la vida y la salud de los seres vivos expuestos. Por otra parte, el calentamiento global causado por los gases de

efecto invernadero implica el aumento de la temperatura media del planeta, con los efectos negativos ya descritos. La protección de la capa de ozono es el ob-jeto central del Protocolo de Montreal, mientras que la reducción de gases de efecto invernadero, es el objetivo del Protocolo de Kioto y de la Convención so-bre cambio climático.

Sin embargo, es importante destacar que las SAO, son también gases efecto invernadero. Por esta razón, cuando se sustituyen estas sustancias a través de los procesos de reconversión industrial, se reducen los efectos tanto sobre la capa de ozono, como sobre el cambio climático. Igualmente es importante con-siderar que un aumento de la temperatura media del planeta, podría significar un aumento del proceso de deterioro de la capa de ozono, o su recuperación más lenta. Este es un ejemplo de la relación estrecha que hay entre los diferen-tes componentes y procesos ambientales, tanto a nivel global como local.

5.4 EL CONVENIO DE VIENA PARA LA PROTECCION DE LA CAPA DE OZONO

Es un tratado internacional de carácter general para hacer frente al agotamien-to del ozono. Este fue firmado por 28 países en marzo de 1985 y consagra el compromiso de cooperar en las investigaciones y la vigilancia; de compartir in-formación sobre la producción y las emisiones de CFC y de adoptar protocolos de control cuando sea necesario.

El Convenio de Viena fue un hito importante: las naciones llegaron a un acuer-do de principio para hacer frente a un problema ambiental mundial antes de que se sintieran sus efectos o se demostrara científicamente su existencia, lo que probablemente constituye el primer ejemplo de aceptación del “principio de precaución” en una importante negociación internacional.

5.5 EL PROTOCOLO DE MONTREAL (PM) RELATIVO A LAS SUSTANCIAS QUE AGOTAN LA CAPA DE OZONO

El Protocolo de Montreal es un acuerdo ambiental multilateral con un régimen de cumplimiento estricto. La Conferencia de Viena adoptó en 1985 una resolu-ción en la que se facultaba al PNUMA a convocar negociaciones para elaborar un protocolo del Convenio que incluyera medidas de control a la producción y el consumo de sustancias destructoras del ozono. El 16 de septiembre de 1987, 46 países firmaron el Protocolo de Montreal relativo a las sustancias que agotan la capa de ozono. Un rasgo importante del Protocolo de Montreal es la flexibilidad que le permite ir modificándose a la luz de la evolución de los cono-cimientos científicos y las novedades tecnológicas.

Los ajustes del PM se aplican automáticamente y en forma obligatoria a todos los países que han ratificado el Protocolo, o cualquiera de sus enmiendas. Las enmiendas al PM pueden introducir medidas de control para nuevas SAO. Cada enmienda es obligatoria solo después de la ratificación por parte de los países signatarios.

El PM ha sido objeto de cinco series de ajustes de las medidas de control, que han acelerado los calendarios de eliminación de las sustancias destructoras del ozono. También ha sido objeto de cuatro enmiendas entre las que se destaca la Enmienda de Copenhague, efectuada en 1992, con la cual se creó oficial-mente el Fondo Multilateral como canal de transferencias financieras y de tec-nología a los países en desarrollo.

El Fondo Multilateral es un mecanismo financiero para sufragar los costos adi-cionales en que incurran las Partes pare eliminar gradualmente las sustancias que destruyen la capa de ozono. Los organismos de ejecución del Fondo Multi-lateral son: el Programa de las Naciones Unidas para el Medio ambiente (PNU-MA), el Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD), la Orga-nización de las Naciones Unidas para el Desarrollo Industrial(ONUDI), el Banco Mundial y organismos bilaterales de países contribuyentes.

Las Partes que representan países industrializados (Artículo 2 en el texto del PM) contribuyen al Fondo de acuerdo a la escala de cuotas de las Naciones Unidas. Los países en desarrollo (Artículo 5 en el texto del PM) que desean suscribirse al Protocolo y beneficiarse de los dineros del Fondo necesitan cum-plir con 3 grandes requerimientos:

PROGRAMA PAIS (PP): Documento oficial que presenta un diagnóstico del país referente al uso de SAO (fabricación, consumo, sectores).

UNIDAD TECNICA: Equipo de profesionales que funciona en coopera-ción con el gobierno nacional de cada país, administra los fondos, pre-senta y ejecuta los proyectos.

PLAN NACIONAL DE ELIMINACION: Conjunto de estrategias diseña-das para el control del uso y sustitución definitiva de las Sustancias ago-tadoras del ozono SAO (Programas y Proyectos).

En la tabla siguiente se resume el cronograma de la actividad internacional res-pecto al Protocolo, las Sustancias Controladas y fechas de eliminación.

Hoy en día son más de 175 los países que han ratificado el PM y cerca de 98 sustancias controladas por su acción. Las dos obligaciones principales de estos países son: cumplir con los calendarios de congelación y eliminación de SAO y prohibir el comercio con los países que no son Partes en el Protocolo.

5.6 COLOMBIA EN EL PROTOCOLO DE MONTREAL

Colombia Ingresa al Protocolo de Montreal en 1992 mediante la aprobación de la Ley 29 del Congreso Nacional. El gobierno, la industria y la academia se reú-nen y preparan el Programa País (PP), el cual es presentado en 1994 Con los proyectos aprobados se crea la Unidad Técnica Ozono (UTO) en el mismo año. Colombia es aceptada como un país perteneciente al artículo 5 del PM adhi-riéndose a los beneficios y compromisos que esto implica.

La UTO, legalmente, es una suma de proyectos supervisados por el Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial (MAVDT) y dependiente de las diversas agencias implementadoras del PM. Dicha estructura legal de internali-zación de la UTO a los organismos estatales ha tenido sus ventajas compara-das con otras asumidas en Latinoamérica. El principal mérito del sistema segui-do por Colombia consiste en la alta efectividad de ejecución con capacidad y calidad técnica. La principal desventaja es la dificultad de hacer aplicables los compromisos de reducción y eliminación del consumo de SAO ante el PM, lo cual requiere afectar y modificar la legislación tributaria, de comercio internacio-nal, agrícola, de salud pública y ambiental.

Es pertinente aclarar que para el país, la palabra consumo equivale a la canti-dad de SAO importada, ya que en Colombia no existe la producción de estas sustancias. Sin embargo, el consumo total de SAO en Colombia no representa más del 1% del consumo mundial (según datos a Diciembre 31 de 2003).

5.6.1 Unidad Técnica de Ozono

La principal tarea de la UTO es la identificación, formulación y ejecución de pro-yectos de reconversión industrial, de acuerdo con las prioridades sectoriales, técnicas, industriales, ambientales, de la política nacional y las establecidas por el Comité Ejecutivo del Protocolo de Montreal. La UTO asesora al Gobierno Nacional en la toma de decisiones respecto a las políticas para la reducción del consumo de las sustancias controladas por el Protocolo de Montreal pero, siempre estará sometida a las determinaciones que en este sentido promulgue el Gobierno Nacional, las cuales, normalmente, son adoptadas realizando con-sultas y buscando el consenso entre los diferentes actores involucrados.

Las actividades de la UTO se resumen así:

Asesora a las industrias que utilizan SAO en la formulación de los pro-yectos de reconversión industrial, con miras a la eliminación de dichas sustancias.

De especial importancia es la difusión a nivel nacional, incluyendo la in-formación relacionada con la situación actual de la capa de ozono y las acciones nacionales e internacionales encaminadas a su protección, con el fin de crear conciencia sobre el problema ambiental.

Desarrolla medidas administrativas junto con el Ministerio de Comercio Exterior y la DIAN (o quien haga sus veces) tales como: la implementa-ción de mecanismos de control de importaciones y exportaciones, de conformidad con la política ambiental nacional emanada por el Ministerio de Ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial.

Mantiene un canal de comunicación permanente con la pequeña, media-na y gran industria nacional que se vea afectada por las obligaciones asumidas por Colombia en el marco del PM En conjunto con las demás entidades involucradas evalúa y monitorea la ejecución del Programa País.

Promueve, con el Ministerio de Ambiente Vivienda y Desarrollo Territo-rial y otras dependencias, la consecución de recursos adicionales prove-nientes del Fondo Multilateral o fuentes bilaterales de cooperación para el desarrollo de actividades encaminadas a asegurar una adecuada transferencia de tecnología.

Asesora a la industria y a los consumidores de SAO sobre las obligacio-nes jurídicas relacionadas con la aplicación del PM. Asesora y se apoya en las autoridades competentes sobre las sanciones y normas necesa-rias para asegurar el cumplimiento de las obligaciones del PM y sus en-miendas vigentes.

En general, promueve todos los estudios y acciones necesarias para aplicar adecuadamente el PM, en coordinación con las autoridades nacionales compe-tentes, la industria y los consumidores, en el marco de las directrices de la polí-tica ambiental establecidas por el Ministerio de Ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial.

6. REFRIGERANTES PERMITIDOS PARA EL USO EN LOS EQUIPOS DE REFRIGERACIÓN.

6.1 AVANCES EN LAS MEDIDAS DE CONTROL EN COLOMBIA

6.1.1 Reconversión industrial en la fabricación de refrigeradores, domésticos y comerciales.

Actualmente todas las fábricas de refrigeradores domésticos en el país no utilizan CFC, al igual que muchos de los fabricantes de refrigeradores comerciales. En estas compañías los fondos proporcionados les han sido útiles para realizar una reestructuración y modernización de sus instalaciones, así mismo, reafirmar su compromiso con el país y con sus clientes nacionales y en algunos casos reafirmar su posición en mercados extranjeros con nuevas marcas libres de CFC.

La tecnología alternativa escogida por estos fabricantes utiliza el gas HFC-134a como agente refrigerante en lugar del CFC-12 y el gas HCFC-141b como agente espumante de poliuretano en lugar del CFC-11.

6.1.2 Aire acondicionado móvil

Se desarrolló un proyecto piloto de recuperación y reciclaje de gases refrigerantes utilizados en sistemas de acondicionamiento de aire, en automóviles, buses de pasajeros y transporte de carga refrigerados. El objetivo es reducir las emisiones de estos gases a la atmósfera, mediante la utilización de equipos de recuperación que permitan reutilizar los refrigerantes al momento de hacer reparaciones.

Como ya se dijo, el agente refrigerante R-12 (Freón 12) fue sustituido por el nuevo R-134a que a su vez vino acompañado de otros cambios importantes en la constitución del sistema de aire acondicionado. Estos cambios fueron:

Cambio del agente refrigerante R-12 por el R-134a (menos perjudicial para la capa de ozono), libre de fluorcloro de hidrocarburos.

Una válvula de expansión de mando termostatico (TXV), de sección variable, reemplaza a la válvula de paso (válvula de orificio), de sección calibrada. La válvula de expansión va dispuesta en la caja de distribución de aire.

El secador va montado en la tubería de liquido a la salida del condensador.

Como lubricante para el compresor se utiliza aceite sintético de poliglicoalquileno en lugar de aceite mineral.

Tubos y tuberías flexibles de distinto material, así como empalmes de medidas modificadas.

Anillos de junta toroidales modificados.

Cantidad de relleno de agente refrigerante.

Presiones algo superiores en el circuito de agente refrigerante.

El conmutador de seguridad de alta y baja presión ya no va dispuesto en el compresor, sino directamente en la tubería de agente refrigerante.

Para los trabajos de servicio se necesitan un nuevo puesto móvil de servicio y un nuevo aparato busca-fugas.

El agente refrigerante y los componentes de los sistemas R-134a y R-12 no deben intercambiarse. El mezclar los agentes refrigerantes a los componentes de ambos sistemas conduce a un funcionamiento incorrecto y a un deterioro de las piezas del acondicionador de aire.

6.1.3 Capacitación y Certificación de técnicos de mantenimiento

El mayor consumo de gases refrigerantes agotadores de la capa de ozono en Colombia se presenta en el sector de mantenimiento en refrigeración, debido principalmente a la carencia de tecnologías que permitan un manejo responsable de SAO. Actualmente en coordinación con el SENA y la empresa privada en todo el país se realizan seminarios sobre buenas prácticas en refrigeración, recuperación y reciclaje de CFC-12. Además se puso en marcha el proceso 18 de certificación de los técnicos en buenas prácticas del manejo ambiental de refrigerantes dentro del marco de las Normas de Competencia Laboral ya aprobadas.

6.1.4 Recuperación y reciclaje de refrigerantes

A través de éste proyecto, complementario al anterior, se suministró el equipo necesario a más de 300 técnicos para la utilización responsable de los gases refrigerantes al momento de hacer servicios de mantenimiento o desmontar los sistemas industriales que utilicen CFC. El objetivo fundamental del proyecto es reducir el consumo de gas refrigerante virgen y aprovechar al máximo los ya instalados, mediante estaciones de reciclaje que están al servicio de los técnicos.

6.1.5 Reconversión industrial de empresas productoras de espumas de poliestireno y poliuretano.

Desde hace unos meses el mayor fabricante de esta clase de espumas, AJOVER, dejó de utilizar el CFC-12 como agente espumante en su proceso. Esta tecnología fue reemplazada por butano, un gas que proviene de la industria del petróleo y que ofrece muy buenos resultados de acabado superficial en los productos terminados. Actualmente se está concluyendo el proyecto sombrilla de reconversión de medianas empresas en las ciudades de Bogotá y Medellín.

6.1.6 Aerosoles

El 31 de marzo de 1989 se expidió en Colombia la resolución 526 del Ministerio de Desarrollo Económico, a través de la cual se normatizó la no utilización de sustancias agotadoras de la capa de ozono en los envases a presión (Aerosoles). Actualmente no está permitido el uso de CFC en aerosoles de uso comercial. Sin embargo, en los aerosoles de aplicación médica (Inhaladores de Dosis medida – IDM), aún se utiliza CFC.

6.2 PLAN NACIONAL DE ELIMINACIÓN (PNE) DE SUSTANCIAS AGOTADORAS DE OZONO (SAO).

En primer lugar, el mantenimiento está asociado al parque instalado de frío: neveras domésticas anteriores a 1997, refrigeradores comerciales, chillers y aire acondicionado. Este conjunto de usuarios, puede corresponder a un 80% del total de CFC que actualmente consume el país. Su eliminación no puede ser realizada mediante programas de sustitución subsidiada, ya que sería imposible costear estos valores. Hay que pensar que únicamente las neveras

que utilizan CFC, en Colombia constituyen cerca de 6 millones de unidades. Estos sectores, denominados de “Usuarios finales”, significan un talón de Aquiles en la implementación del Protocolo.

Para su sustitución definitiva, Colombia, al igual que otros países del mundo deberán desarrollar estrategias de concertación con los fabricantes de neveras, el gobierno y por supuesto los usuarios. Teniendo en cuenta que Colombia está comprometida en una eliminación gradual de SAO, con respecto a su línea base, cuyo cronograma implica una eliminación del 50% de las importaciones de estas sustancias para el año 2005, el 85% para el 2007 y del 100% para el 2010, la UTO, ha elaborado un Plan Nacional de Eliminación, que trata de hacer dicha eliminación viable ambiental y económicamente.

Este PNE, tiene los siguientes componentes:

Sustitución de CFC en las empresas que aún no lo han hecho en el sector de refrigeración comercial.

Propuestas para la disminución del uso de CFC en el sector de mantenimiento.

Eliminación de importaciones de Halones.

6.2.1 Reconversión industrial de empresas de Refrigeración comercial.

En Colombia, las actividades manufactureras restantes en refrigeración comercial son realizadas por fabricantes pequeños, situados principalmente en Bogotá y Medellín, con un consumo total de 15 toneladas de CFC-12 y 30 toneladas de CFC-11. Para sus operaciones de carga de refrigerantes todas las compañías identificadas substituirán el agente espumante de CFC-11 por tecnología basada en HCFC-141b y el CFC-12 por HFC-134a. El equipo requerido para esta conversión incluye un distribuidor automático de alta presión pequeño que reemplazará el procedimiento actual de mezcla manual, realizado en todas las empresas, una combinación de reemplazo o modificaciones de bombas de vacío, detectores de fugas que sirvan para usar con HFC-134a y los sistemas de manómetros del múltiple, asistencia técnica, ensayos y capacitación.

6.2.2 Estrategias para la eliminación de CFC en el sector de servicio y mantenimiento.

En Colombia el sector de servicio y mantenimiento de refrigeración consume la mayoría de CFC actualmente. Este sector está compuesto de talleres generales para servicio de sistemas domésticos, comercial y de transporte y, hasta un cierto punto, equipos prefabricados y aparatos industriales.

Las estrategias propuestas son:

Programa de otorgamiento de licencias técnicas para el sector de servicio de refrigeración y aire acondicionado, para aplicar un marco jurídico que haga que la liberación intencional de refrigerantes durante las actividades de servicio sea ilegal; establecer un sistema de acreditación de técnicos que restrinja las operaciones de servicio de refrigeración a los técnicos entrenados y aplicar códigos de buenas prácticas laborales; proporcionar las herramientas para reducir las pérdidas de refrigerantes durante el servicio; y eliminar el uso de CFC para purgar. Con este programa, se estima que en este subsector es posible eliminar de 40 a 60 por ciento del uso de CFC.

Asistencia técnica para consolidar el marco jurídico, mejorar el control de las importaciones y exportaciones de SAO, y reducir la dependencia de las SAO. Los expertos jurídicos lo pondrán en ejecución con la cooperación del Ministerio del Medio Ambiente, la Dirección de Aduanas y el Ministerio de Comercio Exterior e Interior.

Asistencia técnica para información y concientización, destinada a apoyar los subproyectos propuestos bajo el PNE.

Asistencia técnica para la ejecución y supervisión, destinada a ayudar a verificar los resultados, análisis de los problemas que se presentaron, y uso de medidas correctoras.

6.2.3 Programa de eliminación de Halones

Actualmente, el sistema que concede licencias de importación de SAO no permite la importación de Halones para nuevas instalaciones, sino solamente para el mantenimiento de las existentes, además no controla la exportación de estas sustancias. La modificación propuesta de este sistema considera, entre otras cosas, la autorización de Halones reciclados, esto permitirá su entrada pues no se prevé permitir la importación de los halones que no han sido tratados para reutilización.

6.2.4 Refrigerantes Alternativos

Optimizando el refrigerante a elegir, según la recomendación expuesta en este trabajo resumen, podremos observar que el aumento de la presión de trabajo mejora la capacidad frigorífica (menor afectación al calentamiento global o efecto invernadero), reduciendo el tamaño de los equipos, por lo que la tenden-cia se puede observar en la siguiente figura.

Figura 8. Refrigerantes para nuevos equipos.

Tabla 16. Refrigerantes alternos.

Tabla 17. Sustitutos a largo plazo para refrigeración comercialde temperatura media

Tabla 18. Sustitutos provisionales(b) para refrigeración comercialde temperatura media.

Tabla 19. Sustitutos a largo plazo para refrigeración comercialde temperatura baja y media

Tabla 20. Sustitutos provisionales(b) para refrigeración comercialde temperatura baja y media

Tabla 21. Sustitutos a largo plazo para refrigeración comercialde temperatura muy baja

Tabla 22. Sustitutos a largo plazo para aire acondicionadocomercial y doméstico

6.2.4.1 Fluidos Refrigerantes Naturales, la Opción

Los hidrocarburos, amoniaco, CO2, agua e aire, hacen parte de un grupo de substancias llamado de “refrigerantes naturales”. Todos los "refrigerantes natu-rales" existen en ciclos materiales de la naturaleza misma sin interferenciahumana. La evolución e innovaciones tecnológicas ayudaran a considerar los refrigerantes naturales como una solución segura económica para determina-das aplicaciones.

Los sistemas de refrigeración con "refrigerantes naturales" deberán tener un rol cada vez mas importante en el futuro como soluciones técnicas.

Dióxido de Carbono (CO2, R-744)

El Dióxido de carbono es un fluido refrigerante que viene siendo utilizado hace más de un siglo. Tiene baja compatibilidad química con los materiales comunes e una buena solubilidad con diversos aceites de lubricación. No tiene ODP y presenta GWP insignificante.

Es clasificado por las normas como R-744, refrigerantes A. No inflamable, tóxi-co en concentraciones moderadas, arriba 5% en volumen no aire. Tiene muy bajo costo y está disponible en cualquier cantidad en cualquier parte del mun-do. Tiene propiedades bien conocidas y documentadas.

La grande diferencia entre el CO2 y otros refrigerantes comunes es su relación presión-temperatura, y particularmente su alta presión a temperaturas normales y su baja temperatura crítica de ~31 oC

Figura 9. Curva Presión vs. Temperatura para el R-744.

Debido a estas características es necesario, en muchas aplicaciones, utilizar el ciclo transcrítico.

Figura 10. Ciclo transcrítico básico para el R-744.

El ciclo transcrítico básico es potencialmente menos eficiente que un ciclo de compresión convencional en función de las grandes pérdidas termodinámicas.

Esfuerzos significativos de investigación y desarrollo sobre el Dióxido de Car-bono (CO2, R-744) están en curso para aumentar la eficiencia del ciclo, a tra-vés del desarrollo de expansores (al contrario de válvulas de expansión), eyec-tores, de forma que se pueda recuperar las perdidas.

Figura 11. Ciclo del R-744, con mejoramiento de la eficiencia

Figura 12. Ciclo con Eyector – CO2

Usos de Dióxido de Carbono (CO2, R-744)

a. Refrigeración Industrial y comercial: sistemas en cascada NH3/CO2.

b. Sistemas compactos (p.ej. vending machines).

c. Bombas de calor (calentamiento de agua).

d. Refrigeración Comercial: Supermercados, Sistemas Directos, Cascada, Indirectos.

e. Problema en el uso de sistemas directos para países con altas tempera-turas ambientes: Eficiencia Energética (Experiencia en Australia).

El Dióxido de carbono está siendo considerado en sistemas de refrigeración para supermercados tanto en sistemas de expansión directa cuanto en siste-mas en cascada con dióxido de carbono en circuito de baja temperatura y amo-níaco o R-404A en circuito de media temperatura.

Figura 13. Sistemas indirectos de Refrigeración.

Evaporadores de baja temperatura con expansión directa y los de media tem-peratura con recirculación de líquido.

Figura 14. Sistema Cascada con CO2/R-404A

Figura 15. Diagrama de instalación.

Figura 16. Aplicación en Bombas de Calor.

Amoniaco (NH3, R-717)

Breve historia: En el período de 1930 a 1990, casi todas las legislaciones paraconstrucción de los edificios, normas para equipamientos y para proyectos de sistemas de aire acondicionado y procedimientos de instalación, fueron desa-rrolladas para equipamientos y sistemas utilizando refrigerantes halogenados. Además, los proveedores importantes de equipamientos desarrollaran produc-tos para atender estas normas que permitían solamente el uso de refrigerantes halogenados. Los arquitectos, ingenieros y constructores utilizaron sistemas de refrigerantes halogenados en sus proyectos e instalaciones de acondiciona-miento de aire. Por lo tanto, los halogenados se tornaron en los refrigerantes escogidos para aplicaciones comerciales y residenciales de acondicionamiento de aire y el amoníaco se quedo como elrefrigerante para refrigeración industrial.

El amoniaco (R-717) es un refrigerante sin impacto ambiental directo porque no agota el ozono estratosférico, tiene un potencial de agotamiento del ozono

(PAO) cero, así como no contribuye al el calentamiento global, porque tiene un potencial de calentamiento global (GWP) también cero.

Debido a sus propiedades termodinámicas excelentes para la utilización como fluido refrigerante en sistemas de refrigeración por compresión de vapor, el uso de amoniaco implica un consumo menor de energía que el uso de otros refrige-rantes en sistemas industriales de refrigeración de grande porte.

Con relación a la cuestión da seguridad, el amoniaco tiene un histórico de buen desempeño comprobado, en parte, por causa de su olor reconocible y fácilmen-te detectable, en instalaciones implantadas de conformidad con las normas de la industria, y de operadores bien entrenados.

Usos de Amoniaco (NH3, R-717)

a. Refrigeración Industrial e comercial: sistemas en cascada NH3/CO2.

b. Sistemas de absorción.

c. Carga pequeña y sistemas con menos fugas.

d. Refrigeración Comercial: Supermercados, Sistemas Indirectos (típicos para amoniaco).

e. Fluidos secundarios:

Monofásicos Ice slurry Dióxido de Carbono

Los Hidrocarburos (HCs)

Los hidrocarburos son incoloros, casi inodoros y tienen potencial de agotamien-to del ozono cero (ODP = 0), además de potencial de calentamiento global di-recto despreciable (GWP = 3). La opción de uso de hidrocarburos como refrige-rantes alternativos a los CFC’s recibió atención considerable enAlemania en 1990/1991.

En 1993 una compañía inició la venta de refrigeradores usando una mezcla de propano e isobutano como refrigerante, como resultado de acciones tomadas por la Organización Ambientalista Greenpeace. Gracias al aumento de concien-cia ambiental, la opción de hidrocarburos se tornó realidad.

Los hidrocarburos son técnicamente viables para ser utilizados en todos los ti-pos de sistemas. Además, aplicaciones prácticas son restringidas por códigos de seguridad y reglamentos nacionales.

Los hidrocarburos son inflamables y medidas adecuadas de seguridad deben ser usadas durante el manejo, fabricación, mantenimiento, asistencia técnica y disposición final del equipamiento. Diversos países tienen legislación y normas técnicas sobre las limitaciones de uso y de los aspectos de seguridad necesa-rios.

Usos de Hidrocarburos (HCs)

Carga pequeña y sistema con menos fugas (refrigeradores, congelado-res, aire acondicionado compacto).

Chillers con sistemas de seguridad.

Sistemas en cascada.

Circuitos secundarios (Refrigeración Supermercados).

CONCLUSIONES

No hay actualmente un refrigerante ideal, se debe considerar cada sistema de RAC dentro de sus particularidades para la escogencia de un refrigerante.

Comparando con CFCs y HCFCs, el uso de estas alternativas presenta desa-fíos técnicos, y para los fluidos naturales incluye las cuestiones de seguridad.

El regreso a un conjunto patrón constituido por un pequeño número de refrige-rantes para la mayoría de las aplicaciones no debe ocurrir en el medio plazo.

La mayor probabilidad está en un grupo formado por varios refrigerantes que continuará desarrollándose en las próximas décadas.

Para instalaciones de equipos existentes, la reducción de consumo/emisiones de HCFCs deberá ser hecha a través de un programa de buenas prácticas demantenimiento incluyendo la reducción de fugas y contención.

En la línea de los esfuerzos globales para protección del clima, hay un interes en "refrigerantes naturales".

El uso de refrigerantes no-sintéticos, naturales, básicamente amoniaco (R-717), dióxido de carbono ( R-744) e HCs (R-600a, R-290, R-1270) está aumentando en función de sus características ambientales y de desempeño favorables.

Los refrigerantes naturales son muy baratos, lo que tiene un efecto positivo no solo en la carga inicial de una instalación, sino también, considerando los cos-tos operacionales debido a las fugas.

Por otro lado debido a la cuestión de seguridad, se estima que los costos de in-versión para instalaciones usando ciertos refrigerantes naturales son más altos que para instalaciones usando refrigerantes sintéticos, dependiendo del tipo y tamaño del sistema.

BIBLIOGRAFÍA

SITIOS WEB

http://www.epa.gov.co

http://earthobservatory.nasa.gov

http://www.cancerpiel.com

http://www.ideam.gov.co

http://www.incancerologia.gov.co/revista

http://www.eltiempo.com/ciencia/noticias

http://www.valycontrol.com.mx/mt/mt_cap_12.pdf

http://es.wikipedia.org/wiki/Portada

http://freelancer.pe/ricdex/prototipos/Uso

TEXTOS

Mantenimiento y reparación de Sistemas de Refrigeración. Edición 1. INACAP.

Control del Comercio de Sustancias Agotadoras de la Capa de Ozono. Manual para Capacitación de Servidores Públicos de Aduanas. UTO – DIAN. Bogotá, Colombia, Junio de 2006.

Veinte Preguntas y Respuestas sobre la Capa de Ozono: Evaluación Científica del Agotamiento de Ozono: 2002. David W. Fahey, autor principal.

ANEXOS

ANEXO A

REFRIGERACIÓN POR COMPRESIÓN

La refrigeración por compresión consiste en forzar mecánicamente la circulación de un fluido en un circuito cerrado creando zonas de alta y baja presión con el propósito de que el fluido absorba calor en un lugar y lo disipe en el otro.

Figura 1. Compresor industrial de 86 Hp para R22

Máquina frigorífica por compresión mecánica.

Una máquina frigorífica por compresión tiene por cometido desplazar energía térmica en forma de calor entre dos puntos. La más sencilla de ellas es la refrigeración por compresión mecánica de una etapa.

La refrigeración por compresión se logra evaporando un gas refrigerante en estado líquido a través de un dispositivo de expansión dentro de un intercambiador de calor, denominado evaporador. Para evaporarse este requiere absorber calor latente de vaporización. Al evaporarse el líquido refrigerante cambia su estado a vapor. Durante el cambio de estado el refrigerante en estado de vapor absorbe energía térmica del medio en contacto con el evaporador, bien sea este medio gaseoso o líquido. A esta cantidad de calor contenido en el ambiente se le denomina carga térmica. Luego de este intercambio energético, un compresor mecánico se encarga de aumentar la presión del vapor para poder condensarlo dentro de otro intercambiador de calor conocido como condensador y hacerlo líquido de nuevo. En este

intercambiador se liberan del sistema frigorífico tanto el calor latente como el sensible, ambos componentes de la carga térmica. Ya que este aumento de presión además produce un aumento en su temperatura, para lograr el cambio de estado del fluido refrigerante -y producir el subenfriamiento del mismo- es necesario enfriarlo al interior del condensador; esto suele hacerse por medio de aire y/o agua conforme el tipo de condensador, definido muchas veces en función del refrigerante. De esta manera, el refrigerante en estado líquido, puede evaporarse nuevamente a través de la válvula de expansión y repetir el ciclo de refrigeración por compresión.

Figura 2. Diagrama Ph de sistema frigorífico de compresión mecánica y expansión

directa de una etapa.

Otra modalidad de evaporación del refrigerante corresponde a un arreglo que permite realizar la vaporización del refrigerante a la salida del evaporador, dando una mayor superficie efectiva a este intercambiador al mantenerlo lleno de líquido y, por consecuente, un mayor rendimiento. No obstante lo anterior no es posible de realizar en todo tipo de sistemas de refrigeración ya que requiere de voluminosas instalaciones anexas y sistemas de bombeo para alimentar a los denominadosevaporadores inundados, utilizados generalmente en plantas frigoríficas o cámaras de refrigeración industriales.

Es así como la máquina frigorífica de refrigeración por compresión desplaza la energía entre dos focos; creando zonas de alta y baja presión confinadas en intercambiadores de calor, mientras estos procesos de intercambio de energía se suceden cuando el fluido refrigerante se encuentra en procesos de cambio de estado; de líquido a vapor, y viceversa.

Unidades de medida

Hay que distinguir, en la potencia, dos magnitudes: potencia absorbida (en energía mecánica, sea con motor eléctrico, con motor de explosión o con turbina) y potencia de enfriamiento o de refrigeración. En el Sistema Internacional de Unidades (SI),la potencia de los equipos frigoríficos se mide en vatios (W) o en múltiplos de sus unidades.

En el Sistema técnico de unidades se utiliza para la potencia de enfriamiento la caloría/hora, aceptada en un anexo del SI, aunque a menudo se llama frigoría/hora que tiene la misma definición que la caloría/hora y la única diferencia es que se emplea para medir el calor extraído, no el aportado.

En la práctica comercial norteamericana, la potencia de refrigeración se mide en "toneladas de refrigeración", o en BTUs.

ANEXO B.

SISTEMA DE REFRIGERACIÓN POR ABSORCIÓN

Funcionamiento de una máquina de aire acondicionado a absorción

Desde hace más de veinte años, las máquinas comercializadas de más rendi-miento (japonesas o construidas bajo licencia en los Estados Unidos) son o bien las de tipo amoníaco / agua, o "de efecto simple", o bien máquinas agua / bromuro de litio, o "de doble efecto".

El efecto doble permite hacer pasar el coeficiente de realización (COP: Coefi-ciente de Rendimiento; coeficiente entre la energía frigorífica producida y el gasto calorífico necesario en el destilador), de una media de 0,6 a más de 1 en las condiciones nominales de funcionamiento (COP frigorífico medido sobre el PCS del gas natural). Este mejoramiento de los rendimientos está vinculado a la puesta en ejecución del paso de regeneración y de un intercambiador térmi-co suplementario. El doble efecto permite por otra parte, alternar el modo de calentamiento con el modo frío o simultanearlos.

Por último, señalemos la aparición de máquinas de "efecto triple", experimen-tadas en los Estados Unidos en varios prototipos industriales, de los que el COP alcanza 1,2 - 1,3 en condiciones nominales de funcionamiento

Figura 1. Diagrama de Refrigeración por Absorción.